压电效应及其应用

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1、维普资讯http://www.cqvip.com安阳师范学院学报压电效应及其应用闫迎利(安阳师院教育学院，河南安阳455000)[摘要]介绍和解释压电效应；简述家用电器中常用的压电器件及其检测方法。[关键词]压电效应；石英晶体；压电器件[中盈分类号]o482．41[文献标识码]B电矩都不会显现。但是，当晶体发生机械形变时，1压电效应及其解释晶格就会发生变化。这样，电矩产生变化，表面极1880年法国物理学家皮埃尔和雅各居里兄化电荷数值也发生改变。于是，面上正电荷或负电弟实验中发现：当某些晶体受到机械力而发生拉荷都有了可以测出的增量(增加或减少)，这种增伸或压缩时，晶体相

2、对的两个表面会出现等量的量就是压电效应的电量。异号电荷。科学家把这种现象叫做压电现象。具2压电效应的应用有压电现象的介质，称之为压电体。科学家进一步研究发现，压电体有正压电效应和逆压电效应两我们把根据压电效应制作出的材料叫压电陶种。瓷，利用它可以制作石英谐振器，陶瓷滤波器、陷1．1正压电效应波器、鉴频器，拾音器、发声器，水声换能器，鱼群有些固体介质，如：石英(Sio)、电气石、酒石探测器，压电陶瓷变压器，陶瓷压力器，加速度计，酸钾钠(NaKC．H．O·4H2O)、钛酸钡(BaTiO3)超声波发声器等器件，还可以作为电子打火机、煤等。由于它们结晶点阵的特殊结构，当它们发

3、生机气点火栓、导弹与鱼雷爆炸时的电源。下面着重介械形变(如压缩或伸长)时，其相对的两个表面会绍家用电器中常用的几种压电器件。呈现异号电荷，外力与端面积愈大，则出现的电荷2．1家用电器中常用的压电器件就愈多。端面电荷的符号视外力而定。科学家把2．1．1石英晶体谐振器这种效应叫做正压电效应。在石英晶体上加一交变电压，就会产生机械当压电体发生机械形变时，其极化强度随之变形振动，同时机械变形振动又会产生交变的电而变，导致表面吸附的自由电荷随之而变。如果将场。由于石英晶片具有固有的振动频率(称为石英两个表面装上电极并用导线接通，变化的自由电晶体的谐振频率)，因此，当外加交变电压

4、的频率荷便从一个极板移至另一极板，形成电流。等于石英晶片的谐振频率时，这种振动就会突然1．2逆压电效应增加，而在电路中反映出谐振特性。这种现象称为对于压电体，同时还存在逆压电效应。即当压压电谐振效应。根据压电谐振效应可以制作出石电体上加电场时，压电体会发生机械形变(伸长或英谐振器，这种谐振器因具有极高的品质因数和缩短)。如果压电体上加交变电场，则压电体就会极高的稳定性，已经被应用于对讲机(型号有交替出现伸长和压缩，即发生机械振动。JA44等)、电子手表(型号有JU1等)、电视机(型1．3压电效应的解释号有JA22等)、电子仪器等产品中作压控振荡器在离子性的晶体中，正、

5、负离子有规则地交错使用。用石英谐振器来控制振荡频率的振荡器称配置，构成结晶点阵。这样就形成了固有电矩，在为晶体振荡器，这种振荡器的频率稳定度可达到晶体表面出现了极化电荷，又由于晶体暴露在空1O一6数量级。气中，经过一段时间，这些电荷便被降落到晶面上2．1．2陶瓷滤波器、陷波器的、空气中的异号离子所中和，因此极化面电荷和陶瓷滤波器、陷波器一般由一个或多个压电[收稿日期32001—01—06[作者简介]闫迎利(1963-)，男，河南温县人，安阳师院教育学院讲师，理学学士。维普资讯http://www.cqvip.com第2期闰迎利。压电效应及其应用45陶瓷振子为主而组成，

6、而压电振子实际上就是一若交换表笔位置后重新实验，指针摆动的顺序为：块夹在两个电极之间的压电晶片。陶瓷滤波器、陷向左摆一回零一向右摆一回零。在压力相同的情波器是对频率非常敏感的电路元件。它们的特点况下，指针摆幅愈大，蜂鸣片的灵敏度愈高。若指是：体积小、成本低、无调整和可靠性高等。针不动，说明蜂鸣片内部漏电或破损。陶瓷滤波器、陷波器已应用于收录机(型号有用数字电容表可以直接测量蜂鸣片的电容465K系列、LT—W22—10．7MHz等)、电视机量，其电容量应在0．005~0．02I~F范围内。(型号有LTB6．5MHz滤波器、XT4．43M陷波2．2．2驻极体话筒的检测器、

7、声表面波滤波器等)等家电产品中。驻极体话筒是常见电～声转换器件，它属于2．1．3压电晶体拾音、发声器件电容式话筒的一种。晶体话筒、电唱头是拾音器件，它们是利用晶用机械表检测驻极体话筒，选择R×100档，体的压电效应制作出来的。对于话筒，声波使话筒将黑表笔接话筒的正极，红表笔接负极，然后正对内的压电晶体振动，由于压电效应，表面上的两个着话筒吹一口气，指针应作大幅度摆动。假如指针电极便出现微弱的音频电压。对于晶体电唱头(又不动，可交换表笔重新试验。两种情况下，指针都称晶体拾音器)，当唱片转动时，唱片中的音纹起不动，说明话筒已经损坏；若指针摆幅很小，说明伏